자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍 - 다양한 연관관계 매핑
다대일 / 일대다 / 일대일 / 다대다 / 정리
다중성과 단방향, 양방향을 고려한 가능한 모든 연관관계를 알아보면,
- 다대일(@ManyToOne) : 단방향, 양방향
- 일대다(@OneToMany) : 단방향, 양방향
- 일대일(@OneToOne) : 주 테이블 단방향, 양방향
- 일대일(@OneToOne) : 대상 테이블 단방향, 양방향
- 다대다(@ManyToMany) : 단방향, 양방향
다중성은 왼쪽을 연관관계의 주인으로 정했다. 예를 들어, 다대일 양방향에서는 다(N)이 연관관계의 주인이다.
1. 다대일
다대일 관계의 반대 방향은 항상 일대다 관계고 일대다 관계의 반대 방향은 항상 다대일 관계다. 데이터베이스 테이블의 일(1), 다(N) 관계에서 외래 키는 항상 다쪽에 있다. 따라서 객체 양방향 관계에서 연관관계의 주인은 항상 다쪽이다. 예를 들어 회원(N)과 팀(1)이 있으면 회원 쪽이 연관관계의 주인이다.
다대일 단방향 [N:1]
▶️ 회원 엔티티
@Entity
public class Member {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "MEMBER_ID")
private Long id;
private String username;
@ManyToOne
@JoinColumn(name = "TEAM_ID")
private Team team;
//Getter, Setter
...▶️ 팀 엔티티
@Entity
public class Team {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "TEAM_ID")
private Long id;
private String name;
//Getter, Setter
...
}회원은 Member.team으로 팀 엔티티를 참조할 수 있지만 반대로 팀에는 회원을 참조하는 필드가 없다. 따라서 회원과 팀은 다대일 단방향 연관관계
@ManyToOne
@JoinColumn(name = "TEAM_ID")
private Team team;@JoinColumn(name = "TEAM_ID")를 사용해서 Member.team 필드를 TEAM_ID 외래 키와 매핑했다. 따라서 Member.team 필드로 회원 테이블의 TEAM_ID 외래키를 관리한다.
다대일 양방향 [N:1, 1:N]
아래 그림 다대일 양방향의 객체 연관관계에서 실선이 연관관계의 주인(Member.team)이고 점선(Team.members)은 연관관계의 주인이 아니다.
▶️ 회원 엔티티
@Entity
public class Member {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "MEMBER_ID")
private Long id;
private String username;
@ManyToOne
@JoinColumn(name = "TEAM_ID")
private Team team;
public void setTeam(Team team) {
this.team = team;
// 무한루프에 빠지지 않도록 체크
if(!team.getMembers().contains(this)){
team.getMembers().add(this);
}
} ▶️ 팀 엔티티
@Entity
public class Team {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "TEAM_ID")
private Long id;
private String name;
@OneToMany(mappedBy = "team")
private List<Member> members = new ArrayList<Member>();
public void addMember(Member member) {
this.members.add(member);
if(member.getTeam() != this) { // 무한루프에 빠지지 않도록 체크
member.setTeam(this);
}
}
...
}🔻 양방향은 외래 키가 있는 쪽이 연관관계의 주인이다
일대다와 다대일 연관관계는 항상 다(N)에 외래 키가 있다. 여기서는 다쪽인 MEMBER 테이블이 외래 키를 가지고 있으므로 Member.team이 연관관계의 주인이다. JPA는 외래 키를 관리할 때 연관관계의 주인만 사용한다. 주인이 아닌 Team.members는 조회를 위한 JPQL이나 객체 그래프를 탐색할 때 사용한다.
🔻 양방향 연관관계는 항상 서로를 참조해야 한다
양방향 연관관계는 항상 서로 참조해야 한다. 어느 한 쪽만 참조하면 양방향 연관관계가 성립하지 않는다. 항상 서로 참조하게 하려면 연관관계 편의 메소드를 작성하는 것이 좋은데 회원의 setTeam(), 팀의 addMember() 메소드가 이런 편의 메소드들이다. 편의 메소드는 한 곳에만 작성하거나 양쪽 다 작성할 수 있는데, 양쪽에 다 작성하면 무한루프에 빠지므로 주의해야 한다. 예제 코드는 편의 메소드를 양쪽에 다 작성해서 둘 중 하나만 호출하면 된다. 또한 무한루프에 빠지지 않도록 검사하는 로직도 있다.
2. 일대다
일대다 관계는 다대일 관계의 반대 방향이다. 일대다 관계는 엔티티를 하나 이상 참조할 수 있으므로 자바 컬렉션인 Collection, List, Set, Map 중에 하나를 사용해야 한다!
일대다 단방향[1:N]
하나의 팀은 여러 회원을 참조할 수 있는데 이런 관계를 일대다 관계라한다. 그리고 팀은 회원들은 참조하지만 반대로 회원은 팀을 참조하지 않으면 둘의 관계는 단방향이다.
🔻 일대다 단방향 팀 엔티티
@Entity
public class Team {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "TEAM_ID")
private Long id;
private String name;
@OneToMany(mappedBy = "team")
@JoinColumn(name = "TEAM_ID") //MEMBER 테이블의 TEAM_ID (FK)
private List<Member> members = new ArrayList<Member>();
// Getter, Setter ...
}🔻 일대다 단방향 회원 엔티티
@Entity
public class Member {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "MEMBER_ID")
private Long id;
private String username;
// Getter, Setter ...
}일대다 단방향 관계를 매핑할 때는 @JoinColumn을 명시해야 한다! 그렇지 않으면 JPA는 연결 테이블을 중간에 두고 연관관계를 관리하는 조인 테이블(JoinTable) 전략을 기본으로 사용해서 매핑한다.
🔻 일대다 단방향 매핑의 단점
일대다 단방향 매핑의 단점은 매핑한 객체가 관리하는 외래 키가 다른 테이블에 있다는 점이다. 본인 테이블에 외래 키가 있으면 엔티티의 저장과 연관관계 처리를 INSERT SQL 한 번으로 끝낼 수 있지만, 다른 테이블에 외래 키가 있으면 연관관계 처리를 위한 UPDATE SQL을 추가로 실행해야 한다.
🔻 일대다 단방향 매핑보다는 다대일 양방향 매핑을 사용하자
문제를 해결하는 좋은 방법은 일대다 단방향 매핑 대신에 다대일 양방향 매핑을 사용하는 것이다. 다대일 양방향 매핑은 관리해야 하는 외래 키가 본인 테이블에 있다. 따라서 일대다 단방향 매핑 같은 문제가 발생하지 않는다. 두 매핑의 테이블 모양은 완전히 같으므로 엔티티만 약간 수정하면 된다. 일대다 단방향 매핑보다는 다대일 양방향 매핑은 권장!
일대다 양방향 [1:N, N:1]
일대다 양방향 매핑은 존재하지 않는다. 대신 다대일 양방향 매핑을 사용해야 함
더 정확히 말하자면 양방향 매핑에서 @OneToMany는 연관관계의 주인이 될 수 없다. 왜냐하면 관계형 데이터베이스의 특성상 일대다와 다대일 관계는 항상 다쪽에 외래키가 있다. 따라서 @OneToMany, @ManyToOne 둘 중에 연관관계의 주인인 항상 다 쪽인 @ManyToOne을 사용한 곳이다. 이런 이유로 @ManyToOne에는 mappedBy 속성이 없다.
일대다 양방향 매핑이 완전히 불가능한 것은 아니다. 일대다 단방향 매핑 반대편에 같은 외래 키를 사용하는 다대일 단방향 매핑을 읽기 전용으로 하나 추가하면 된다.
🔻 일대다 양방향 팀 엔티티
@Entity
public class Team {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "TEAM_ID")
private Long id;
private String name;
@OneToMany
@JoinColumn(name = "TEAM_ID")
private List<Member> members = new ArrayList<Member>();
// Getter, Setter ...
}🔻 일대다 양방향 회원 엔티티
@Entity
public class Member {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "MEMBER_ID")
private Long id;
private String username;
@ManyToOne
@JoinColumn(name = "TEAM_ID", insertable = false, updatable = false)
private Team team;
// Getter, Setter ...
}일대다 단방향 매핑 반대편에 다대일 단방향 매핑을 추가했다. 이때 일대다 단방향 매핑과 같은 TEAM_ID 외래 키 컬럼을 매핑했다. 이렇게 되면 둘 다 같은 키를 관리하므로 문제가 발생할 수 있다. 따라서 반대편인 다대일 쪽은 insertable = false, updatable = false로 설정해서 읽기만 가능하게 했다.
이 방법은 일대다 양방향 매핑이라기보다는 일대다 단방향 매핑 반대편에 다대일 단방향 매핑을 읽기 전용으로 추가해서 일대다 양방향처럼 보이도록 하는 방법이다. 따라서 일대다 단방향 매핑이 가지는 단점을 그대로 가지므로 다대일 양방향 매핑을 사용하자.
3. 일대일[1:1]
일대일 관계는 양쪽이 서로 하나의 관계만 가진다. 예를 들어 회원은 하나의 사물함만 사용하고 사물함도 하나의 회원에 의해서만 사용된다.
🔻 일대일 관계의 특징
- 일대일 관계는 그 반대도 일대일 관계다.
- 테이블 관계에서 일대다, 다대일은 항상 다(N)쪽이 외래 키를 가진다. 반면에 일대일 관계는 주 테이블이나 대상 테이블 둘 중 어느 곳이나 외래 키를 가질 수 있다.
- 테이블은 주 테이블이든 대상 테이블이든 외래 키 하나만 있으면 양쪽으로 조회할 수 있다. 그리고 일대일 관계는 그 반대쪽도 일대일 관계다. 따라서 일대일 관계는 주 테이블이나 대상 테이블 중에 누가 외래 키를 가질지 선택해야 한다.
🔻 주 테이블에 외래 키
주 객체가 대상 객체를 참조하는 것처럼 주 테이블에 외래 키를 두고 대상 테이블을 참조한다.
🔻 대상 테이블에 외래 키
테이블 관계를 일대일에서 일대다로 변경할 때 테이블 구조를 그대로 유지할 수 있다.
주 테이블에 외래 키
단방향
MEMBER가 주 테이블이고 LOCKER는 대상 테이블
🔻 일대일 주 테이블에 외래 키, 단방향 예제 코드
@Entity
public class Member {
@Id @GenertaedValue
@Column(name = "MEMBER_ID")
private Long id;
private String username;
@OneToOne
@JoinColumn(name = "LOCKER_ID")
private Locker locker;
...
}
@Entity
public class Locker {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "LOCKER_ID")
private Long id;
private String name;
...
}일대일 관계이므로 객체 매핑은 @OneToOne을 사용했고 데이터베이스에는 LOCKER_ID 외래 키에 유니크 제약 조건(UNI)을 추가
양방향
🔻 일대일 주 테이블에 외래 키, 양방향 예제 코드
@Entity
public class Member {
@Id @GenertaedValue
@Column(name = "MEMBER_ID")
private Long id;
private String username;
@OneToOne
@JoinColumn(name = "LOCKER_ID")
private Locker locker;
...
}
@Entity
public class Locker {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "LOCKER_ID")
private Long id;
private String name;
@OneToOne(mappedBy = "locker")
private Member member;
...
}양방향이므로 연관관계의 주인을 정해야 한다. MEMBER 테이블이 외래 키를 가지고 있으므로 MEMBER 엔티티에 있는 MEMBER.locker가 연관관계의 주인이다. 반대 매핑인 사물함의 Locker.member는 mappedBy를 선언해서 연관관계의 주인이 아니라고 설정
대상 테이블에 외래 키
단방향
단방향 관계를 Locker에서 Member 방향으로 수정하거나, 양방향 관계로 만들고 Locker를 연관관계의 주인으로 설정해야 한다.
양방향
🔻 일대일 대상 테이블에 외래 키, 양방향 예제 코드
@Entity
public class Member {
@Id @GenertaedValue
@Column(name = "MEMBER_ID")
private Long id;
private String username;
@OneToOne(mappedBy = "member")
private Locker locker;
...
}
@Entity
public class Locker {
@Id @GeneratedValue
@Column(name = "LOCKER_ID")
private Long id;
private String name;
@JoinColumn(name = "MEMBER_ID")
private Member member;
...
}일대일 매핑에서 대상 테이블에 외래 키를 두고 싶으면 이렇게 양방향으로 매핑한다. 주 엔티티인 Member 엔티티 대신에 대상 엔티티인 Locker를 연관관계의 주인으로 만들어서 LOCKER 테이블의 외래 키를 관리하도록 했다.
4. 다대다[N:N]
관계형 데이터베이스는 정규화된 테이블 2개로 다대다 관계를 표현할 수 없다. 그래서 보통 다대다 관계를 일대다, 다대일 관계로 풀어내는 연결 테이블을 사용한다.
다대다 : 단방향
🔻 다대다 단방향 회원
@Entity
public class Member {
@Id @Column(name = "MEMBER_ID")
private String id;
private String username;
@ManyToMany
@JoinTable(name = "MEMBER_PRODUCT",
joinColumns = @JoinColumn(name = "MEMBER_ID"),
inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "PRODUCT_ID"))
private List<Product> products = new ArrayList<Product>();
...
}🔻 다대다 단방향 상품
@Entity
public class Product {
@Id @Column(name = "PRODUCT_ID")
private String id;
private String name;
...
}회원 엔티티와 상품 엔티티를 @ManyToMany로 매핑했다. 여기서 중요한 점은 @ManyToMany와 @JoinTable을 사용해서 연결 테이블로 바로 매핑한 것. 따라서 회원과 상품을 연결하는 회원_상품(Member_Product) 엔티티 없이 매핑을 완료할 수 있다.
➕ 연결 테이블을 매핑하는 @JoinTable의 속성
- @JoinTable.name : 연결 테이블을 지정했다. 여기서는 MEMBER_PRODUCT 테이블을 선택
- @JoinTable.joinColumns : 현재 방향은 회원과 매핑할 조인 컬럼 정보를 지정한다. MEMBER_ID로 지정
- @JoinTable.inverseJoinColumns : 반대 방향은 상품과 매핑할 조인 컬럼 정보를 지정한다. PRODUCT_ID로 지정
🔻 저장
public void save() {
Product productA = new Product();
productA.setId("productA");
productA.setName("상품A");
em.persist(productA);
Member member1 = new Member();
member1.setId("member1");
member1.setUsername("회원1");
member1.getProducts(0.add(productA) // 연관관계 설정
em.persist(member1);
}회원1과 상품A의 연관관계를 설정했으므로 회원1을 저장할 때 연결 테이블에도 값이 저장된다. 따라서 이 코드를 실행하면 다음의 SQL이 실행된다.
INSERT INTO PRODUCT ...
INSERT INTO MEMBER ...
INSERT INTO MEMBER_PRODUCT ...🔻 탐색
public void find() {
Member member = em.find(Member.class, "member1");
List<Product> products = member.getProducts(); // 객체 그래프 탐색
for (Product product : products) {
System.out.println("product.name = " + product.getName());
}
}순서대로 저장한 후에 탐색해보면 저장해두었던 상품1이 조회된다.
member.getProducts()를 호출해서 상품 이름을 출력하면 다음 SQL이 실행된다.
SELECT * FROM MEMBER_PRODUCT MP
INNER JOIN PRODUCT P ON MP.PRODUCT_ID = P.PRODUCT_ID
WHERE MP.MEMBER_ID=?실행된 SQL을 보면 연결 테이블인 MEMBER_PRODUCT와 상품 테이블을 조인해서 연관된 상품을 조회한다.
다대다 : 양방향
아래 예제를 보면 다대다 매핑이므로 역방향 @ManyToMany를 사용한다. 그리고 양쪽 중 원하는 곳에 mappedBy로 연관관계의 주인을 지정
🔻 역방향 추가
@Entity
public class Product {
@Id
private String id;
@ManyToMany(mappedBy = "products") // 역방향 추가
private List<Member> members;
...
}member.getProducts().add(product);
members.getMembers().add(member);양방향 연관관계는 연관관계 편의 메소드를 추가해서 관리하는 것이 편리하다. 다음처럼 회원 엔티티에 연관관계 편의 메소드를 추가하자.
public void addProduct(Product product) {
...
products.add(product);
product.getmembers().add(this);
}연관관계 편의 메소드를 추가했으므로 다음처럼 간단히 양방향 연관관계를 설정하면 된다.
양방향 연관관계로 만들었으므로 product.getMembers()를 사용해서 역방향으로 객체 그래프를 탐색할 수 있다.
🔻 역방향 탐색
public void findInverse() {
Product product = em.find(Product.class, "productA");
List<Member> members = product.getMembers();
for (Member member : members) {
System.out.println("member = " + member.getUsername());
}
}다대다 : 매핑의 한계와 극복, 연결 엔티티 사용
@ManyToMany를 사용하면 연결 테이블을 자동으로 처리해주므로 도메인 모델이 단순해지고 여러 가지로 편리하다. 하지만 이 매핑을 실무에서 사용하기에는 한계가 있다.
🔻 복합 기본 키
- 복합 키는 별도의 식별자 클래스로 만들어야 한다.
- Serializable을 구현해야 한다.
- equals와 hashCode 메소드를 구현해야 한다.
- 기본 생성자가 있어야 한다.
- 식별자 클래스는 public이어야 한다.
- @IdClass를 사용하는 방법 외에 @EmbeddedId를 사용하는 방법도 있다.
➕ 자바 IDE에는 대부분 equals, hashCode 메소드를 자동으로 생성해주는 기능이 있다.
🔻 식별 관계
회원상품은 회원과 상품의 기본 키를 받아서 자신의 기본 키로 사용한다. 이렇게 부모 테이블의 기본 키를 받아서 자신의 기본 키 + 외래 키로 사용하는 것을 데이터베이스 용어로 식별 관계(identifying Relationship)라 한다.
종합해보면 회원상품(MemberProduct)은 회원의 기본 키를 받아서 자신의 기본 키로 사용함과 동시에 회원과의 관계를 위한 외래 키로 사용한다. 그리고 상품의 기본 키도 받아서 자신의 기본 키로 사용함과 동시에 상품과의 관계를 위한 외래 키로 사용한다. 또한 MemberProductId 식별자 클래스로 두 기본 키를 묶어서 복합 기본 키로 사용한다.
다대다 : 새로운 기본 키 사용
추천하는 기본 키 생성 전략은 데이터베이스에서 자동으로 생성해주는 대리 키를 Long 값으로 사용하는 것이다. 이것의 장점은 간편하고 거의 영구히 쓸 수 있으며 비즈니스에 의존하지 않는다. 그리고 ORM 매핑 시에 복합 키를 만들지 않아도 되므로 간단히 매핑을 완성할 수 있다.
다대다 연관관계 정리
다대다 관계를 일대다 다대일 관계로 풀어내기 위해 연결 테이블을 만들 때 식별자를 어떻게 구성할지 선택해야 한다.
- 식별 관계 : 받아온 식별자를 기본 키 + 외래 키로 사용한다.
- 비식별 관계 : 받아온 식별자는 외래 키로만 사용하고 새로운 식별자를 추가한다.
⭐ 데이터베이스 설계에서는 1번처럼 부모 테이블의 기본 키를 받아서 자식 테이블의 기본 키 + 외래 키로 사용하는 것을 식별 관계라 하고, 2번처럼 단순히 외래키로만 사용하는 것을 비식별 관계라고 한다. 객체 입장에서 보면 2번처럼 비식별 관계를 사용하는 것이 복합 키를 위한 식별자 클래스를 만들지 않아도 되므로 단순하고 편리하게 ORM 매핑을 할 수 있다. 이런 이유로 식별 관계보다는 비식별 관계를 추천!
